1、第2课时 化学反应的限度 课标要求1了解可逆反应的特征。2了解化学平衡的概念及特征，能够判断化学平衡状态，知道条件改变时化学平衡会发生移动。1可逆反应是指在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应。2化学平衡是指在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等的状态。3化学平衡状态的特征为：逆、等、动、定、变。4判断可逆反应处于化学平衡状态的根本标志是：(1)正、逆反应速率相等，即v(正)v(逆)。(2)各组分的质量分数、体积分数或浓度保持不变。5外界条件如温度、浓度、压强等对化学平衡有一定影响；当温度发生变化，平衡一定发生移动；
2、催化剂不能使平衡发生移动。1可逆反应(1)定义：在同一条件下，正反应和逆反应能同时进行的化学反应。(2)表示方法：书写可逆反应的化学方程式时不用“=”而用“”。(3)特点正向反应和逆向反应同时进行。正向反应和逆向反应的条件相同。在一定条件下，反应物不能全部转化为生成物。2化学平衡状态化学平衡(1)化学平衡的建立反应开始时，v(正)最大，v(逆)为0。反应过程中：反应物浓度逐渐减少v(正)逐渐减小。生成物浓度逐渐增大v(逆)从0开始逐渐增大。反应达到平衡时：v(正)v(逆)，反应物和生成物各组分浓度保持不变。(2)化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像(3)概念：在一定条件下，当一个可逆反应进
3、行到正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。1可逆反应达到化学平衡状态，反应就停止了吗？提示：化学平衡状态是一种动态平衡，正、逆反应并没有停止，只是正反应速率和逆反应速率相等而已。2判断可逆反应是否达到平衡状态的依据有哪些？提示：可以从混合物体系中各成分的含量、正、逆反应速率的大小关系、体系的压强、温度等方面进行判断。化学平衡状态的判断反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)混合物体系中各成分的含量各物质物质的量或各物质物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关
4、系v(正)v(逆)平衡压强mnpq时，总压强一定(恒温恒容)或总体积一定(恒温恒压)或总物质的量一定平衡若mnpq，总压强一定或总体积一定或总物质的量一定不一定平衡混合气体的平均相对分子质量(r)当mnpq时，r一定平衡当mnpq时，r一定不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量的变化，当体系温度一定时(其他不变) 平衡体系的密度()密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡1下列对可逆反应的认识正确的是()ASO2Br22H2O=H2SO42HBr与2HBrH2SO4(浓)=Br2SO22H2O互为可逆反应B既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应C在同一条件下，同时向正
5、、逆两个方向进行的反应叫可逆反应DH2Cl22HCl与2HClH2Cl2互为可逆反应解析：选CA、D项中反应条件不同，均不是可逆反应，错误；B项中也未强调在相同条件下，错误。2可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，下列能够说明反应已经达到平衡的是()ANH3不再分解B正、逆反应都还在继续进行C每生成2 mol NH3的同时，消耗3 mol H2D每生成2 mol NH3的同时，生成1 mol N2解析：选DA项，平衡时反应并没有停止，正、逆反应速率不等于0，错误；B项，反应开始后，正、逆反应均在持续进行，只是达到平衡时二者速率相等，错误；C项，生成NH3和消耗H2都表示的是正反应速率，
6、错误；D项，生成1 mol N2的同时消耗2 mol NH3，所以正、逆反应速率相等，正确。1实验探究温度对化学平衡的影响实验原理2NO2(g)N2O4(g)反应放热(红棕色)(无色)实验步骤实验现象热水中混合气体颜色较常温下的深，冰水中混合气体颜色较常温下的浅解释与结论受热颜色变深，说明NO2浓度增大，即升高温度原平衡被破坏，向逆反应方向移动重新建立新平衡冷却颜色变浅，说明NO2浓度减小，即降温平衡被破坏，向正反应方向移动重新建立新平衡2化学平衡移动(1)概念：已达化学平衡的可逆反应中，当条件改变时，原来的化学平衡被破坏，并在新的条件下建立起新的化学平衡的过程。(2)移动过程可表示为：3化学
7、平衡移动的影响因素(1)温度：其他条件不变时，升高温度平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。(2)浓度：其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。(3)压强：其他条件不变时，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。对反应前后气体体积不变的反应，压强改变，v(正)、v(逆)改变的程度相同，平衡不移动。(4)催化剂：催化剂能够同等程度地改变v(正)和v(逆)，所以催化剂不能使化学平衡发生移动。特别提醒当改变影响化学平衡的一个条件时，平衡将向“减弱”这种条件改
8、变的方向移动。如升温，平衡向吸热反应方向移动，使反应温度下降。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)化学平衡移动的根本原因是v正v逆()(2)反应条件改变后，若正、逆反应速率仍然相等，则化学平衡发生移动()(3)对于反应2NO2N2O4达到平衡后，升高温度，平衡向生成N2O4的方向移动()(4)影响化学平衡的因素有温度、反应物浓度、压强、催化剂()2已知：反应物转化率100%，n是反应物消耗的物质的量，n(始)是反应物起始的物质的量。COCl2(g)CO(g)Cl2(g)正反应为吸热反应，当反应达到平衡时，下列措施：升温；恒容通入惰性气体；增加CO的浓度；减压；加催化剂；恒压通入惰性
9、气体，能提高COCl2转化率的是()ABCD解析：选B因COCl2分解的反应为正向气体物质的量增加的吸热反应，故升温、减压均可使平衡右移，提高COCl2的转化率；增大CO的浓度平衡左移，降低COCl2的转化率；加入催化剂、恒容加入惰性气体对平衡移动无影响，不改变COCl2的转化率；恒压下加入惰性气体，必将引起容器体积增大，相当于减压，平衡右移，提高COCl2的转化率。三级训练节节过关1下列反应体系发生的化学反应中，不属于可逆反应的是()A氯气溶于水B氨溶于水C工业上合成氨D电解水生成H2和O2与H2在O2中燃烧生成H2O解析：选DA项，Cl2H2OHClHClO；B项，NH3H2ONH3H2O
10、；C项，N23H22NH3；D项，2H2O2H2O2，2H2O22H2O，二者反应条件不同。2用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl4(g)2N2(g)6H2(g)Si3N4(s)12HCl(g)Q(Q0)一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是()A3v逆(N2)v逆(H2)Bv正(HCl)4v正(SiCl4)C混合气体密度保持不变Dc(N2)c(H2)c(HCl)136解析：选CA项、B项中无法比较同一物质正逆反应速率的大小，故无法判断反应是否达到化学平衡状态；C
11、项，因为反应在密闭恒容的容器中进行，反应达到化学平衡状态时，各组成成分的质量不再发生变化，又Si3N4是固体，所以混合气体密度保持不变，可以作为判断达到化学平衡状态的标志。3在一定温度下，下列叙述不是可逆反应A(g)3B(g)2C(g)达平衡时的特征的是()C的生成速率与C的分解速率相等；单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B；A、B、C的浓度不再变化；A、B、C的压强不再变化；混合气体的总压强不再变化；混合气体的物质的量不再变化；单位时间内消耗a mol A，同时生成3a mol B；A、B、C的分子数之比为132。ABCD解析：选A本反应是一个物质的总量改变的反应，气体总体
12、积也在改变，总压强也在改变，所以这些量不再改变也是判断平衡的标志之一。另外还要注意，本题要求选择的是“不是达到平衡的标志”。4500 时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3的浓度不可能是()A0.1 molL1 B0.12 molL1C0.05 molL1D0.16 molL1解析：选D由题意知，该反应中N2过量。假设2.25 mol H2完全参与反应，则生成NH3的浓度为0.15 molL1，由于该反应是可逆反应，H2不可能完全转化生成NH3，故平衡时NH3的浓度小于0.15 molL1。5在100 时，将0.100 mol的
13、N2O4气体充入1 L抽空的密闭容器中，隔一定时间对容器内的物质进行分析，得到如下数据：时间/s020406080100c(N2O4)/(molL1)0.100c10.050c3abc(NO2)/(molL1)0.0000.060c20.1200.1200.120请根据表中数据回答下列问题：(1)表中c2_c3，a_b。(填“”“(2)0.070 molL10.001 5 1下列关于化学反应限度的叙述错误的是()A不同的化学反应，限度可能不同B可以通过改变温度来控制化学反应的限度C可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度D当一个化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应速率相等解析：选C反应
14、限度主要取决于反应的本身；温度可使化学平衡移动；延长时间不可以改变反应的限度；达平衡时，v(正)v(逆)0。2对于可逆反应MNQ达到平衡时，下列说法正确的是()AM、N、Q三种物质的浓度一定相等BM、N全部变成了QC反应物和生成物的浓度都保持不变D正、逆反应速率均为0解析：选C一个可逆反应达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行，同时各组分的浓度保持不变，但不一定相等。3在已达到平衡的可逆反应2SO2O22SO3中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于下列物质中的()A多余的氧气中B生成的三氧化硫中C氧气和二氧化硫中D二氧化硫、氧气和三氧化硫中解析：选D化学平衡是动态平衡，18O2的加入
15、定会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使SO2、O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。4可逆反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在体积不变的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是()A单位时间内生成n mol O2的同时消耗2n mol NO2B单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NOCNO2、NO、O2表示的浓度数值之比为221的状态DNO2的物质的量不再改变的状态解析：选DO2的生成表示的是正反应速率，而NO2的消耗表示的也是正反应速率，两者速率方向相同，不能表示反应达到平衡；同样，NO生
16、成表示的也是正反应速率，B项也不能表示反应达到平衡；各组成成分浓度关系与是否平衡无必然联系；各组成成分的物质的量不变表示反应达到平衡状态。5一定条件下的密闭容器中，在下列四种状态下，可逆反应2X(g)Y(g)3Z(g)达到平衡状态的是()反应速率ABCDv(正)/(molL1min1)v(X)2v(X)1v(X)1v(X)2v(逆)/(molL1min1)v(Y)2v(Y)1.5v(Z)1.5v(Z)2解析：选C判断可逆反应是否达到平衡状态时，可以将用不同物质表示的反应速率转化成同一物质正、逆两个方向的反应速率，若二者相等，则反应达到平衡状态。将A、B、C、D四项中的逆反应速率均转化为用X表示
17、的逆反应速率，分别为4 molL1min1、3 molL1min1、1 molL1min1、 molL1min1，只有C项v(正)v(逆)，可以说明反应达到平衡状态。6在密闭容器中发生反应X(g)3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1和0.2 molL1，则平衡时各物质的浓度不可能是()AX为0.2 molL1BY为0.1 molL1CZ为0.3 molL1DZ为0.1 molL1时，Y为0.45 molL1解析：选A若将0.2 molL1的Z完全转化为X和Y。此时，X的物质的量浓度为0.2 molL1，而该反应为可逆反应，故X的物质的量浓度一
18、定小于0.2 molL1。7一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是()A混合气体的密度不再变化B反应容器中Y的质量分数不变CX的分解速率与Y的消耗速率相等D单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X解析：选C因Z为固体，若未达到平衡，混合气体的密度会发生变化，A项可作为平衡标志；C项中X的分解速率与Y的消耗速率之比等于21时反应才达到平衡。8已知反应A2(g)2B2(g)2AB2(g)(正反应为放热反应)，下列说法正确的是()A升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小B升高温度有利于反应速率增大，从而缩短达到平
19、衡的时间C达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向正反应方向移动D达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡向正反应方向移动解析：选BA项，升温时正、逆反应速率均增大，错误；C项，升温平衡逆向移动，增大压强平衡正向移动，错误；D项，降温平衡正向移动，减小压强平衡逆向移动，错误。9在一体积为10 L的容器中，通入一定量的CO和H2O，850 时发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)。(1)CO和H2O浓度变化如图，则04 min的平均反应速率v(CO)_ molL1min1。(2)如图中45 min该反应_(填“是”或“否”)处于平衡状态，判断理由_。解析：(1)
20、v(CO)0.03 mol(Lmin)1。(2)平衡时，反应物或生成物的浓度不再发生改变。答案：(1)0.03(2)是c(CO)和c(H2O)不发生变化10(1)已知反应：2NO2N2O4正向为放热反应，逆向为吸热反应，利用气体随温度变化颜色加深或变浅，说明升高温度平衡向_热方向移动，降低温度平衡向_热方向移动。(2)如图所示将实验装置连接好，然后向左边烧杯的水中投入一定量的CaO固体，则此烧杯中气体的红棕色变_，向右边烧杯的水中投入一定量的硝酸铵固体，则此烧杯中气体的红棕色变_。解析：(1)NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体，升温时平衡向吸热(生成NO2)方向移动，即气体颜色加深；降温时
21、，平衡向放热(生成N2O4)方向移动，即气体颜色变浅。(2)反应CaOH2O=Ca(OH)2放出大量的热，使水的温度升高，NH4NO3溶解时吸热，使水的温度降低。答案：(1)吸放(2)深浅1下列说法正确的是()A可逆反应的特征是正反应速率总是和逆反应速率相等B在其他条件不变时，使用催化剂只能改变化学反应速率，而不能改变化学平衡状态C在其他条件不变时，升高温度可以使化学平衡向放热反应方向移动D在其他条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态解析：选B可逆反应是指在同一反应条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，正反应速率与逆反应速率相等是化学平衡状态的本质特征，A项说
22、法错误；使用催化剂能同等程度地增大或减小正反应速率和逆反应速率，但不会使化学平衡发生移动，B项说法正确；升高温度时，会使化学平衡向吸热反应的方向移动，C项说法错误；对反应前后气体体积不变的化学反应来说，增大压强能同等倍数地增大正、逆反应速率，因而其化学平衡不会发生移动，D项说法错误。2对于反应2SO2(气)O2(气)2SO3(气)，下列判断正确的是()A2 mol SO2和足量的O2反应，必定生成2 mol SO3B当v(正)v(逆)时，随着反应的进行，反应物的物质的量逐渐减小C正反应速率之比为v(SO2)v(O2)v(SO3)212 时，反应达到平衡D反应达到平衡后，升高温度，平衡不一定发生
23、移动解析：选B该反应为可逆反应，不论条件怎样改变，反应不可能进行完全，A项错误；v(正)v(逆)表示单位时间内反应物反应掉的物质的量比生成的物质的量大；在可逆反应里，各物质表示的反应速率之比等于系数之比，此时反应不一定达到平衡；升高温度，平衡向吸热方向移动，平衡一定发生移动。3对可逆反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，下列叙述正确的是()A达到化学平衡时，4v正(O2)5v逆(NO)B若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态C达到化学平衡后，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D平衡后，再充入NH3，由于其他物质浓度不
24、变，反应速度虽增大，平衡不会发生移动解析：选A根据不同物质表示同一反应时的速率关系，可知v逆(O2)v逆(NO)，代入A中表达式知v正(O2)v逆(O2)，A项正确；NO的生成与NH3的消耗同时表示正反应，在任意时刻都成比例，B项不正确；达到平衡时，增加容器体积，反应物、生成物浓度同时减小，正、逆反应速率同时减小，C项不正确；平衡后，增大反应物浓度，反应速率增大，平衡发生移动，D不正确。4在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1，当反应达到平衡时，可能存在的数
25、据是()ASO2为0.4 molL1，O2为0.2 molL1BSO2为0.25 molL1CSO2、SO3均为0.15 molL1DSO3为0.4 molL1解析：选B本题可用极限法分析。若反应向右进行到底，则有：c1(SO2)0，c1(O2)0，c1(SO3)0.4 molL1；若反应向左进行到底，则有：c1(SO2)0.4 molL1，c1(O2)0.2 molL1，c1(SO3)0。化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不可能完全转化的，所以平衡时各物质的浓度范围为0c(SO2)0.4 molL1,0c(O2)0.2 molL1,0c(SO3)v(逆)；A点处反应物的浓度大于B点，
26、所以A点正反应速率大于B点。(2)图中纵坐标为浓度，平衡时消耗n(NO)0.020 mol0.007 mol0.013 mol，生成n(NO2)0.013 mol。平衡时c(NO2)0.006 5 molL1，所以NO2的变化曲线为b。02 s内，v(O2)v(NO)1.5103molL1s1。(3)v(NO2)2v(O2)未指明v(正)、v(逆)，不能表明是平衡状态，该反应遵循质量守恒定律，且容器的体积未变化，所以容器内的密度在平衡与不平衡时都不变化。(4)分离出NO2气体后，浓度减小，反应速率减慢，而升高温度，加入催化剂及增大反应物浓度都会使反应速率增大。答案：(1)大于大于(2)b1.5103 molL1s1(3)b、c(4)b、c、d
